Question

假设有了极其复杂的嵌套函数，你会为一团糟乱而感到吃惊。尽管很难在我们的小示例中看到这点，但在很多程序中，状态信息变得很重要。在Python中，有各种不同的方法来“记住”跨函数和方法的信息。尽管都有利有弊，对于嵌套的作用域引用，nonlocal确实起到了改进作用——nonlocal语句允许在内存中保持可变状态的多个副本，并且解决了在类无法保证的情况下的简单的状态保持。

正如我们在前面小节所看到的，如下的代码允许在一个嵌套作用域中保持和修改状态。对tester的每次调用都创建了可变信息的一个小小的自包含包，可变信息的名称不会与程序的其他部分产生任何冲突：

遗憾的是，这段代码只能在Python 3.0中工作。如果你使用Python 2.6，根据你的目标的不同，也有其他的选择。下面两个小节介绍了一些替代方法。

与全局共享状态

在Python 2.6中实现nonlocal效果的一种通常方法也是较早的方法，就是直接把状态移出全局作用域（嵌套的模块）：

在这个例子中，这是有效的，但它需要在两个函数中都有global声明，并且倾向于引起全局作用域中的名称冲突（如果“状态”已经使用了会怎样？）。更糟糕但更为微妙的问题是，它只考虑到模块作用域中状态信息的单个共享副本——如果我们再次调用tester，将会重新设置模块的状态变量，以至于前面的调用将会看到自己的状态被覆盖：

正如前面所示，当使用nonlocal而不是global的时候，对tester的每次调用都记得state对象的自己的独特副本。

使用类的状态（预览）

Python 2.6中针对可改变信息的另一种较早的方法是使用带有属性的类，从而让状态信息的访问比隐式的范围查找规则更明确。作为一个额外的优点，一个类的每个实例都得到状态信息的一个新副本，作为Python的对象模型的一个天然的副产品。

我们还没有详细地介绍类，作为一个简短的概览，这里把前面使用的tester/nested函数作为类来重新实现——state在对象创建的时候显式地保存在对象中。为了让这段代码有意义，我们需要知道像这样的一个类中的def与一个类之外的def完全一样的工作，除非函数的self参数自动接收隐式的调用主体（通过调用类自身创建的一个实例对象）：

我们将在本书后面更深入地介绍Python的神奇之处，我们也可以使用运算符重载让类看上去像是一个可调用函数。__call__获取了一个实例上的直接调用，因此，我们不需要调用一个指定的方法：

在本书中，此刻不要太多地探究这段代码的细节，我们将在第六部分深入探讨类，并且在第29章看到__call__这样的特定运算符重载工具，因此，你可能想要记下这段代码以供将来参考。这里的关键是类可以让状态信息更明显，通过利用显示属性赋值而不是作用域查找。

尽管使用类存储状态信息通常是可以遵从的良好规则，在这里所示的情况下，它们可能有些杀鸡用牛刀了，其中状态是一个单个的计数器。这样小的状态例子比你所想象的更常见，在这样的环境下，嵌套的def有时候比编写类还要简单，特别是，如果你还不熟悉OOP的话。此外，还有一些情况，嵌套的def可能实际上比类表现得更好（参见第38章中对方法装饰器的介绍，那里有一个示例，这一话题超出了本书的范围）。

使用函数属性的状态

作为最后一种状态保持选项，我们有时候可以使用函数属性实现与nonlocal相同的效果——用户定义的名称直接附加给函数。这里给出了基于这一技术的示例的最后一个版本——它用附加给嵌套的函数的一个属性替代了nonlocal。尽管这种方法可能对某些人来说不那么容易理解，但它允许从嵌套的函数之外访问状态变量（使用nonlocals，我们只能在嵌套的def内部看到状态变量）：

这段代码依赖于一个事实：函数名nested是包围nested的tester作用域中的一个本地变量；同样，它可以在nested内自由地引用。这段代码还依赖于这样一个事实：本地修改一个对象并不是给一个名称赋值；当它自增nested.state，它是在修改对象nested引用的一部分，而不是指定nested本身。由于我们不是要真的在嵌套作用域内给一个名称赋值，所以不需要nonlocal。

正如你所看到的，全局、非本地、类和函数属性都提供了状态保持的选项。全局只支持共享的数据，类需要OOP的基本知识，类和函数属性都允许在嵌套函数自身之外访问状态。通常，你的程序的最好的工具取决于程序的目的。